mechero de bunsen

 FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
RESUMEN
En este informe se podrá aprender del uso correcto del mechero de bunsen,
ya que es de mucha utilidad para el calentamiento de los compuestos.
Uno de los experimentos más resaltantes es el del cambio de color de la
llama al poner al contacto con los diferentes compuestos. Un ejemplo es el
cloruro de sodio (NaCℓ) que, al ponerse contacto con la llama se torna
amarillo naranja. Otro ejemplo claro es el del cloruro de potasio (KCℓ) que
se torna violeta naranja.
Estos y muchos más experimentos se darán a conocer más detalladamente
en el siguiente informe.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
ÍNDICE
Introducción
1
Objetivos
2
Principios Teóricos
Materia
Energía
Mechero de Bunsen
Tipos de Combustión
Llama
3
3
4
5
7
8
Detalles Experimentales
Materiales y Reactivos
Precauciones antes de utilizar el mechero de Bunsen
Encendido del mechero
Estudio de la llama
Observación Cualitativa de la Materia
Identificación de los metales por coloración de la llama
Discusión de Resultados
13
13
14
14
16
32
36
44
Conclusiones
48
Recomendaciones
49
Apéndice
50
Bibliografía
55
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
INTRODUCCIÓN
En este informe se da a conocer uno de los instrumentos clásicos más
utilizados en el calentamiento de muestras o reactivos químicos, pues este
alcanza altas temperaturas, lo suficiente para derretir numerosas sustancias.
También se trata de conocer el comportamiento químico de las diferentes
sustancias al ser expuestas al calor, dándonos una variedad de colores para
poder así identificarlas rápidamente, en lo demás de este informe se
informará de manera minuciosa todo lo mencionado anteriormente.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
1
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
OBJETIVOS
• Aprender el funcionamiento del mechero; los tipos de combustión,
las clases y diferentes zonas de la llama.
• Observar la materia e identificar sus diferentes propiedades en los
distintos estados y formas de presentación, para un mejor
conocimiento y entendimiento de los mismos.
• Observar los cambios físicos y químicos de algunos compuestos; así
como el cambio de energía espectral.
• Observar e identificar los espectros en la región visible de diferentes
sustancias químicas.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
2
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
PRINCIPIOS TEÓRICOS
MATERIA
Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros
sentidos, es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es
materia.
El compañero que se sienta junto a nosotros está constituido por materia, lo
mismo que la silla en la que se sienta, la mesa que usa para escribir y las
hojas de papel que emplea para tomar apuntes. Reciben el nombre de
cuerpos a una porción de materia, delimitada por unas fronteras definidas,
como un folio, el lápiz o la goma de borrar; varios cuerpos constituyen un
sistema material.
Aunque todos los cuerpos están formados por materia, la materia que los
forma no es igual, ya que hay distintas clases de materia: la materia que
forma el papel es distinta de la que forma el agua que bebemos o de la que
constituye el vaso que contiene el agua. La materia que forma el asiento de
la silla es distinta de la que forma sus patas o de la que forma el suelo en el
que se apoya. Cada una de las distintas formas de materia que constituyen
los cuerpos recibe el nombre de sustancia. El agua, el vidrio, la madera, la
pintura son distintos tipos de sustancias.
LAPIZ
GOMA DE BORRAR
FOLIO
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
3
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
ENERGIA
Se define a todo aquello que puede producir trabajo o transferir calor. Se
realiza trabajo cuando se mueve una masa a través de una distancia.
La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias y se
manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza.
La energía se manifiesta en los cambios físicos, por ejemplo, al elevar un
objeto, transportarlo, deformarlo o calentarlo.
La energía está presente también en los cambios químicos, como al quemar
un trozo de madera o en la descomposición de agua mediante la corriente
eléctrica.
Entre las formas comunes de energía, está la luz, el calor, la energía
eléctrica, la energía mecánica y la energía química.
La energía es una magnitud cuya unidad de medida en el S.I. es el julio (J).
ENERGÍA ELÉCTRICA
ENERGÍA LUMINOSA
ENERGÍA NUCLEAR
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
4
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
MECHERO DE BUNSEN
Un mechero o quemador Bunsen es un instrumento utilizado en
laboratorios científicos que se usa siempre que se requiere contar con una
fuente de calor, ya sea para producir, acelerar una reacción química,
calentar, efectuar un cambio físico y esterilizar muestras o reactivos
químicos.
Se utiliza mucho en los laboratorios debido a que proporciona una llama
caliente, constante, sin humo y que no produzca depósitos de hollín al
calentar objetos. Debe su nombre al químico alemán Robert Wilhelm
Bunsen
(1811-1899),
que
adaptó
el
concepto
de
William Faraday del quemador de gas en 1855 y popularizó su uso.
El quemador tiene una base pesada en la que se introduce el suministro de
gas. En la parte inferior del tubo vertical por el que el gas fluye atravesando
un pequeño agujero en el fondo de tubo y un anillo metálico móvil o
collarín también horadado. Ajustando la posición relativa de estos orificios
(cuerpo del tubo y collarín respectivamente), los cuales pueden ser
esféricos o rectangulares, se logra regular el flujo de aire (gracias al efecto
Venturi) que aporta el oxígeno necesario proporcionando una mezcla
inflamable a la salida de los gases en la parte superior del tubo donde se
produce la combustión con formación de llama en la boca o parte superior
del tubo vertical.
La cantidad de gas y por lo tanto de calor de la llama puede controlarse
ajustando el tamaño del agujero en la base del tubo. Si se permite el paso
de más aire para su mezcla con el gas la llama arde a mayor temperatura
(apareciendo con un color azul). Si los agujeros laterales están cerrados el
gas solo se mezcla con el oxígeno atmosférico en el punto superior de la
combustión ardiendo con menor eficacia y produciendo una llama de
temperatura más fría y color rojizo o amarillento. Cuando el quemador se
ajusta para producir llamas de alta temperatura éstas, de color azulado,
pueden llegar a ser invisibles contra un fondo uniforme.
El calor originado por la combustión de un gas, que podría ser gas de hulla,
gas natural, acetileno, propano o butano; según el diseño del mechero y de
acuerdo a las necesidades.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
5
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
El mechero de Bunsen se compone de las siguientes partes:
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
6
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
TIPOS DE COMBUSTIÓN
Durante la combustión, los compuestos que contiene carbono e hidrógeno y
a veces oxígeno arden consumiendo oxígeno y produciendo dióxido
de carbono y agua. Dependiendo de la cantidad de oxígeno, se pueden
generar dos tipos de combustión: completa e incompleta.
Combustión completa
Cuando una sustancia orgánica al reaccionar con el oxígeno el producto
resultante es sólo CO2 (g) y H2O (l); esto es, la combustión completa se
produce cuando el total del combustible reacciona con el oxígeno. La
ecuación puede balancearse, los productos de esta combustión son
solamente CO2, H2O, O2 y N2. La combustión se denomina completa o
perfecta, cuando toda la parte combustible se ha oxidado al máximo, es
decir, no quedan residuos de combustible sin quemar y no se encontrarán
sustancias combustibles en los humos o gases de combustión.
Las reacciones de combustión completa se pueden describir mediante las
siguientes reacciones químicas:
C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) + calor
CH4 (g) + 2O2 (g) → CO2 (g) + 2H2O (g) + calor
Combustión incompleta
Este tipo de reacción se caracteriza por la presencia de sustancias
combustibles o también llamados inquemados en los humos o gases de
combustión. Estas sustancias generalmente son carbono como hollín, CO,
H2O y también pueden aparecer pequeñas cantidades de los hidrocarburos
que se utilizan como combustibles.
En el caso de la reacción de combustión en la que se produce únicamente
CO en los gases de combustión, se conoce con el nombre de Combustión
de Ostwald y la reacción que produce CO y H2 se conoce como
Combustión de Kissel.
Estas denominaciones derivan del uso de los diagramas de estos autores
utilizados para determinar las respectivas reacciones de combustión, siendo
evidente que la reacción de Ostwald es un caso particular de la reacción de
Kissel.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
7
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
En la práctica se debe tener especial cuidado en los ambientes en que se
puedan desarrollar este tipo de reacciones. Un caso práctico y muy
conocido es la combustión incompleta de un motor de un automóvil, un
brasero, un calefón o un calefactor domiciliario sin tiro balanceado. Dada la
generación de CO o monóxido de carbono en este tipo de reacciones, que
se presenta como un gas imperceptible al olfato, se debe tener especial
cuidado en la ventilación de los ambientes donde ocurran, ya que el CO es
un elemento nocivo para el cuerpo humano y puede producir la muerte,
debido al bloqueo del transporte de oxígeno, generado por la molécula de
hemoglobina, una proteína compleja presente en la sangre, donde el CO
ejerce un efecto competitivo con el O2, produciendo la carboxihemoglobina
e impidiendo la transferencia y el transporte de oxígeno en el cuerpo,
produciéndose la muerte debido a una anoxia cerebral.
Las reacciones de combustión incompleta se pueden describir mediante las
siguientes reacciones químicas:
C3H8 (g) + 3O2 (g) → 2CO (g) + C + 4H2O (g) + calor
4CH4 (g) + 5O2 (g) → 2CO (g) + 2C + 8H2O (g) + calor
LLAMA
Cuando se produce la combustión de un inflamable en una atmósfera rica
en oxígeno, se observa una emisión de luz, que puede llegar a ser intensa,
denominada llama (más culto, flama).
La llama es provocada por la emisión de energía de los átomos de algunas
partículas que se encuentran en los gases de la combustión, al ser excitados
por el intenso calor generado en este tipo de reacciones.
Las llamas se originan en reacciones muy exotérmicas y desprenden gran
cantidad de energía en forma de calor y están constituidas por mezclas de
gases incandescentes.
Son
las
fuentes
más
comunes
de
calor
intenso.
En general, la reacción de combustión se transmite a un región de la masa
gaseosa a partir de un punto de ignición; al proseguir la propagación, la
mezcla reaccionante va diluyéndose, la reacción cesa gradualmente y la
llama queda limitada a una zona del espacio.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
8
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
La llama más utilizada en el laboratorio es la producida por la combustión
de un gas (propano, butano o gas ciudad), con el oxígeno del aire.
La combustión completa (con exceso de oxígeno) produce agua y dióxido
de carbono, una llama poco luminosa y de gran poder calorífico.
La combustión incompleta produce, además de dióxido de carbono y agua,
carbono, monóxido de carbono y otros productos intermedios, da origen a
llamas de bajo poder calorífico y altamente luminoso (debido a la
incandescencia de las partículas de carbono que se producen).
Para controlar las llamas se utiliza el mechero de laboratorio que, a pesar
de existir diversos tipos, el mecanismo de funcionamiento es similar en
todos ellos.
Clases de Llama
De acuerdo al tipo de combustión se pueden generar dos clases de llama; la
no luminosa y la luminosa.
Llama no luminosa
Se consigue debido a un adecuado contacto entre aire y gas antes de
efectuarse la combustión completa, de tal manera que casi no hay partículas
sólidas incandescentes; porque la combustión es completa y existe un
exceso de oxígeno y se producen altas temperaturas (zona oxidante).
Cuando la entrada de aire está abierta, la llama es de color verde – azulado.
Esta llama produce gran cantidad de energía a comparación de la llama
luminosa, alcanza temperaturas hasta 1300 ºC y en algunos casos 1500 ºC.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
9
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Llama luminosa
La llama de un mechero es luminosa cuando la entrada de aire está cerrada
porque el aire que entra en el quemador es insuficiente y el gas no se
mezcla con el oxigeno en la base del mechero, por lo tanto solo se quema el
gas produciendo una llama de color amarillo y humeante.
Emite luz porque contiene partículas sólidas que se vuelven incandescentes
debido a la alta temperatura que soportan. Este tipo de llama produce gran
pérdida de calor y se genera en una combustión incompleta. Alcanza
temperaturas hasta 900 ºC
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
10
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Zonas de la llama
Zona Fría (Cono frío)
Es la zona de color oscuro formado por una mezcla de aire y gases sin
quemar donde no llega el oxígeno. Alcanza hasta 300 ºC.
Cono Interno
Es donde se produce las reacciones iniciales necesarias para la combustión.
Alcanza hasta 600 ºC.
Cono Externo
Constituido por los productos de combustión; donde se encuentra la más
alta temperatura de la llama. Alcanza hasta 1500 ºC.
La forma de la llama nos indica si la combustión es rica o pobre.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
11
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
En los estudios sobre las zonas de la llama se especifican estas partes:
1.- Cono frío: no llega oxígeno
2.- Cono de reducción: poco oxígeno
3.- Cono de oxidación: abundancia de oxígeno
4.- Zona de fusión: alcanza los 1500 ºC
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
12
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
DETALLES EXPERIMENTALES
Materiales:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
5 tubos de ensayo
2 vasos de precipitado de 250 mL
Baguetas
Tubos de vidrio de 10 cm. de largo
Mechero Bunsen
Trípode
Rejilla con asbesto
Termómetro
Pinza para tubos de ensayo
Trozos de porcelana
Alfileres
Cartulina
Alambre de nicrom
Caja de Fósforo
1 Piseta
Pinza para crisol
Reactivos
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
NaCℓ (sal común)
Arena
Glicerina
Sales o soluciones de: NaCℓ , KCℓ , LiCℓ , BaCℓ2, SrCℓ2, CuCℓ2
Cu (virutas y en láminas)
HNO3(ac) 8N
Na2SO4
NaOH (lentejas y solución diluida)
HCℓ (diluido y 6N)
NaHCO3
Agua destilada
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
13
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
PRECAUCIONES E INDICACIONES ANTES DE
UTILIZAR EL MECHERO DE BUNSEN
• Antes de utilizar el mechero, asegúrese cuál es la tubería que
suministra el gas y que la manguera de hule esté bien conectada.
• El mechero deberá ser manipulado por una sola persona.
• Antes de encender el mechero, la entrada de aire debe estar cerrada
para evitar que las llamas recorra el interior del tubo produciendo un
fuerte calentamiento, lo que podría provocar quemaduras en las
manos
• Encienda el cerillo antes de abrir la llave que suministra el gas.
• No enrolle la manguera de hule alrededor del mechero.
• Cuando se transfieran líquidos, la viñeta del frasco de reactivo debe
quedar opuesta al flujo del líquido.
• Los reactivos sobrantes no deben regresarse al frasco original.
• Al terminar la práctica dejar limpio el material, así como el lugar de
trabajo.
1. Encendido del Mechero
Cerrar totalmente la entrada de aire, abrir ligeramente la llave de paso del
gas y acercar, lateralmente, una cerilla encendida a la boca del cañón.
Llama Luminosa
Este tipo de mechero tiene una válvula para regular el gas, por lo que se
debe abrir totalmente la llave de la toma general y regular el flujo de gas
con la llave del mechero. Un mechero funciona de manera correcta si el gas
y el aire se mezclan en proporciones adecuadas, para ello el mechero
cuenta con unas entradas de aire. Si las entradas se encuentran cerradas la
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
14
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
flama será dispersa o arborescente, tendrá color amarillo-anaranjado y
despedirá mucho humo.
Llama no Luminosa
Si la entrada de aire está muy abierta y la presión del gas es alta, la flama se
separará de la base del mechero y se puede apagar. Para obtener una flama
intensa y un mejor calentamiento, hay que ajustar simultáneamente la
válvula del gas y la entrada del aire hasta que la flama tenga un color azul y
haya perdido la punta amarilla-naranja. Al mismo tiempo debe escucharse
un sonido grave y la flama debe alcanzar de 12 a 15 cm. de alto. Una vez
logrado esto se puede reducir la intensidad de la flama, cerrando al mismo
tiempo la válvula del gas y la entrada de aire con cuidado.
NO ABRIR REPENTINAMENTE PORQUE PUEDE APAGARSE EL MECHERO
EL MECHERO SE APAGA AL CERRAR LA LLAVE DE GAS
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
15
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
2. Estudio de la Llama
Determinación de la llama más caliente
Con un trozo de porcelana
Se enciende el mechero con llama luminosa, se sostiene un pedazo de
porcelana con una pinza para crisol y se calienta unos 3 minutos
Al cabo de ese tiempo se observa en la porcelana un depósito de hollín,
producto de la combustión incompleta que ha tenido lugar en el mechero de
Bunsen.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
16
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Luego se cambia a la llama no luminosa y se vuelve a introducir el pedazo
de porcelana con los restos de hollín, esta vez a la mitad de la flama.
Al cabo de 10 segundos se observa que el hollín ha desaparecido, ya que
ahora hay combustión completa y esta no deja residuo alguno de carbón. Al
cabo de 20 segundos la porcelana llega al rojo vivo porque la llama del
mechero de Bunsen ha llegado a una temperatura muy alta, ocasionando
que el trozo de porcelana se caliente más rápido que en el caso anterior.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
17
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Con un alambre de Nicrom
Se sostiene un alambre de nicrom acoplado a una varilla de vidrio (varilla
de nicrom) a unos 3 cm. del tubo de combustión. Al cabo de unos 10
segundos se observa que el alambre se cubre con hollín.
Luego el alambre de nicrom se introduce en la llama no luminosa, cerca al
tope de la llama, en ese mismo instante el alambre se pone al rojo vivo, por
lo cual se oxida. Y si se coloca cerca a la boca del tubo de combustión, se
reduce, cambia a un color mas claro del color que se encontraba.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
18
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
3. Usando un palito de fósforo
Se apaga el mechero, se atraviesa un palito de fósforo con un alfiler a unos
cuantos milímetros de la cabeza y se coloca dentro y en la parte central del
tubo de combustión, de modo que el alfiler lo sostenga quedando la cabeza
en el tubo de combustión. Luego se abre la llave de gas del mechero con la
entrada de aire del mechero cerrada, acto seguido se enciende un fósforo a
unos 3 cm. del tubo de combustión, de modo que la llama del fósforo
encendido no encienda el fósforo con el alfiler.
Una vez ya encendido el mechero, se observa que el palito de fósforo
atravesado con el alfiler no se ha encendido, debido a que ahí se encuentra
la denominada “zona fría” porque se encuentran gases sin combustionar y
no existe combustión alguna.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
19
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Luego se abre la entrada de aire del mechero para que esta vez sea con
llama no luminosa y se vuelve a observar que el palito de fósforo tampoco
se prende.
Existencia de zonas sin combustión
Se utiliza un tubo de vidrio de 10 cm. de largo, con llama luminosa,
sujetado con una pinza para crisol, de manera que forme un ángulo de 45º
con la horizontal, cuyo vértice es el extremo del tubo.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
20
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Posteriormente se coloca un fósforo encendido al otro extremo del tubo de
ensayo, inmediatamente se enciende ese último extremo porque el gas sin
combustionar que se encuentra en la zona fría del mechero se difunde por
el tubo de vidrio llegando así al final del tubo de vidrio.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
21
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Luego se enciende el mechero con llama no luminosa, se vuelve a colocar
el tubo de vidrio, sujetado con una pinza para crisol, de manera que forme
un ángulo de 45º con la horizontal, cuyo vértice es el extremo del tubo.
Pronto se enciende un fósforo al otro extremo del tubo de ensayo,
seguidamente se enciende ese último extremo puesto que el gas sin
combustionar que se encuentra en la zona fría del mechero se propaga por
el tubo de vidrio alcanzando así al final del tubo de vidrio.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
22
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
4. Determinación de la llama más caliente
Con la rejilla metálica
Se tiene el mechero encendido con llama luminosa, se sostiene una rejilla
metálica, horizontalmente en la parte superior del tubo de combustión
durante unos segundos. Se observa que la rejilla se pone ligeramente roja.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
23
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Luego se tiene el mechero con llama no luminosa, se sostiene la misma
rejilla metálica, horizontalmente en la parte externa de la llama durante
unos segundos. Se observa que inmediatamente la rejilla se pone al rojo
vivo.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
24
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Con un pedazo de cartulina
Se enciende el mechero con llama luminosa, enseguida se coloca sobre la
boca del tubo una cartulina húmeda, de tal manera que divida a la llama en
dos partes iguales, sujetada con ambas manos.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
25
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Se mantiene la cartulina en dicha posición unos segundos (no se debe
esperar a que se queme)
Prontamente al retirar la cartulina se nota que al oscurecerse, se observa
que la llama ha dejado su huella en la cartulina
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
26
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Luego se cambia a llama luminosa, enseguida se coloca sobre la boca del
tubo otra cartulina húmeda, de tal manera que divida a la llama en dos
partes iguales, sujetada con ambas manos.
Se mantiene la cartulina en dicha posición unos segundos e inmediatamente
se nota que la cartulina rápidamente comienza a oscurecerse. Prontamente
al retirar la cartulina se observa que la llama ha dejado su huella en la
cartulina, pero esta vez se muestra una división.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
27
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
5. Zonas de la llama Reductora y Oxidante
Se enciende el mechero con llama luminosa, se sostiene con una pinza de
crisol una tira de lámina de cobre en la parte externa de la llama. Se
observa que se deposita hollín en la lámina de cobre.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
28
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Luego se cambia a llama no luminosa, se sostiene con una pinza de crisol la
misma de lámina de cobre en la parte externa de la llama. Se observa que el
hollín desaparece y la lámina de cobre se pone al rojo vivo, ocurriendo así
la oxidación.
Lámina de cobre oxidada:
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
29
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Finalmente, se coloca la lámina de cobre cerca de la boca del tubo de
combustión. Se observa que la lámina de cobre adquiere su color brillante,
ocurriendo así la reducción de éste.
Lámina de cobre reducida
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
30
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
6. Temperatura de la llama
Se coloca una pizca de NaCℓ en un tubo de ensayo. Se calienta con llama
no luminosa en la zona externa, durante un minuto.
Se observa que se funde y se adhiere a las paredes del tubo de ensayo.
Luego en otro tubo de ensayo se coloca una pizca de Na2SO4 anhidro, se
calienta en llama no luminosa en la zona externa, durante un minuto.
Se observa que en el tiempo establecido no se llega a fundir, por lo que la
temperatura de fusión del Na2SO4 debe ser mayor que la del NaCℓ
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
31
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
7. Observación Cualitativa de la Materia
1. Se toma muestras de sal común y arena, se observa lo siguiente:
La sal es muy fina al tacto mientras que la arena se adhiere a la palma
de la mano ya que es más fina que la sal.
Que la sal es soluble en agua mientras que la arena no
Sal disuelta en agua
Arena no disuelta en agua
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
32
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Al calentar ambas sustancias, se observa que el punto de fusión de la arena
es más alto que el de la sal.
2. Se toma muestras de glicerina y de permanganato de potasio y se
observa lo siguiente:
La glicerina es más viscosa que el permanganato de potasio.
También se puede observar que el punto de ebullición de la glicerina es
más bajo que el del permanganato de potasio.
3. Se coloca unas cuantas virutas de cobre en un tubo de ensayo, se
adiciona 3 mL de HNO3 8N, se agita hasta que todo el cubre se haya
disuelto
Cuando el cobre comienza a disolverse, la solución toma un color verde
ya que el Cu pasa a ión Cu+1. Luego de que se haya disuelto, la solución
se verá de color celeste ya que el ión Cu+1 pasa a Cu+2.
La ecuación del proceso es:
3Cu(s) + 8HNO3(ac) → 3Cu(NO3)2(s) + 2NO(g) + 4H2O(ℓ)
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
33
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
4. Se añade 5 mL de HCℓ diluido a 5 mL de NaOH diluido, en un vaso de
precipitado.
Se observa que la solución libera calor, por lo tanto es exotérmica.
Además es de neutralización.
La ecuación de la neutralización es:
HCℓ(ac) + NaOH(ac) → NaCℓ(s) + H2O(ℓ) + calor
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
34
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
5. Se coloca en un vaso de precipitado 20 mL de agua destilada y 3
lentejas de NaOH. Luego se toma la temperatura, registrándose 22 ºC.
Prontamente se agita las lentejas de NaOH, obteniéndose una
temperatura de 30 ºC.
6. Combustión de NaHNO3
Se coloca en un tubo de ensayo aproximadamente 2g de NaHNO3, se
calienta sobre el mechero, cuando empieza a fundirse la sal se pone
en la boca del tubo un fósforo previamente encendido.
Se nota que en pocos segundos la llama del fósforo se apaga
bruscamente.
La ecuación de combustión es:
2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g)+H2O(g)
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
35
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Identificación de los metales por la coloración de la llama
En condiciones normales los átomos se encuentran en el estado
fundamental, que es el más estable termodinámicamente. Sin embargo, si
los calentamos absorbe energía y alcanza así un estado excitado. Este
estado posee una energía determinada, que es característica de cada
sustancia. Los átomos que se encuentran en un estado excitado tienen
tendencia a volver al estado fundamental, que es energéticamente más
favorable. Para hacer esto deben perder energía, por ejemplo, en forma de
luz. Puesto que los estados excitados posibles son peculiares para cada
elemento y el estado fundamental es siempre el mismo, la radiación emitida
será también peculiar para cada elemento y por lo tanto podrá ser utilizada
para identificarlo. Esta radiación dependerá de la diferencia entre los
estados excitados y el fundamental de acuerdo con la ley de Planck:
AE = hv
AE = diferencia de energía entre los estados excitado y fundamental
h = Constante de Planck (6,62 10-34 J s).
v= frecuencia
Por lo tanto, el espectro de emisión puede considerarse como “la huella
dactilar” de un elemento. Este hecho se conocía ya desde antiguo, antes aún
de entender como ocurría, por lo que los químicos han utilizado los
“ensayos a la llama” como un método sencillo de identificación. En la
actualidad existen técnicas de análisis basadas en este principio, tales como
la espectroscopia de emisión atómica, que nos permiten no sólo identificar,
sino cuantificar la presencia de distintos elementos.
A continuación indicamos los colores de los ensayos a la llama de algunos
elementos:
Calcio: llama roja, Cobre: llama verde, Sodio: llama naranja, Litio: llama
rosa, Potasio: llama violeta, Bario: llama verde pálido y Plomo: llama
azul.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
36
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Ensayo a la llama
Objetivo
• Reconocer la presencia de determinados metales por el color que
aparece al exponer sus compuestos a la llama de un mechero.
• Conocer de dónde proceden los distintos colores de los fuegos
artificiales.
• Producir fuegos de distintos colores.
Introducción
Un átomo es capaz de absorber diferentes tipos de energía, térmica y
luminosa especialmente, que le conducen a una serie de estados excitados.
Estos estados poseen unas energías determinadas y características de cada
sustancia. Existe una tendencia a recuperar con rapidez el estado
fundamental. La consecución de "volver al equilibrio" se puede realizar a
través de choques moleculares (pérdida de energía en forma de calor) o a
través de la emisión de radiación. Puesto que los estados excitados posibles
son peculiares de cada especie, también lo serán las radiaciones emitidas en
su desactivación. El tipo de radiación emitida dependerá de la diferencia
entre los estados excitados y el fundamental, de acuerdo con la ley de
Planck, E = hv; donde E = diferencia de energía entre los estados excitado
y fundamental, h = Constante de Planck (6,62x10-34 J/s) y v=
frecuencia. De esta manera, un determinado elemento da lugar a una serie
de radiaciones características que constituyen su espectro de emisión, que
puede considerarse como su "huella dactilar" y permite por tanto su
identificación.
Procedimiento
El ensayo a la llama es un método de análisis cualitativo muy usado para
identificar la presencia de un elemento químico determinado en una
muestra. Para llevarlo a cabo hay que disponer de un mechero de gas.
Usualmente un mechero Bunsen, ya que la temperatura de la llama es lo
suficientemente elevada como para llevar a cabo la experiencia (no sirve un
mechero de mecha con depósito de alcohol). Primero se ha de ajustar la
temperatura de la llama del mechero Bunsen hasta que deje de ser
amarillenta y presente una tonalidad azulada en el cuerpo de la llama y una
envolvente incolora. Después se impregna la punta de una varilla limpia
de platino o de nicromo (una aleación de níquel y cromo), o en su defecto
de vidrio, de una pequeña cantidad de la sustancia que se desea analizar y,
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
37
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
seguidamente, se introduce la varilla en la llama, procurando ubicar la
punta en la parte menos coloreada de la llama.
Para analizar otra muestra, sumergir la varilla de nicrom en una solución de
HCℓ para purificarla de los restos de las demás soluciones.
A nivel microscópico, la interpretación de los sucesos es la siguiente: la
energía, en forma de calor, suministrada por la llama excita fuertemente a
los átomos que componen la muestra. Los electrones de estos saltarán a
niveles superiores desde los niveles inferiores e, inmediatamente (el tiempo
de que puede estar un electrón en niveles superiores es del orden de
los nanosegundos), emitirán energía en todas direcciones en forma
de radiación electromagnética, (luz) de frecuencias características. Es lo
que se denomina un espectro de emisión atómica.
A nivel macroscópico se observa que la muestra, al ser calentada en el seno
de la llama, proporcionará un color característico a esta. Por ejemplo, si se
impregna la punta de una varilla con una gota de disolución de Ca2+, (la
notación anterior indica que se trata del ión calcio, es decir, el átomo de
calcio que ha perdido dos electrones), el color observado es rojo ladrillo.
Espectros atómicos
Cada átomo es capaz de emitir o absorber radiación electromagnética,
aunque solamente en algunas frecuencias que son características propias de
cada uno de los diferentes elementos químicos.
Si, mediante suministro de energía calorífica, se estimula un determinado
elemento en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas
frecuencias del visible, que constituyen su espectro de emisión.
Si el mismo elemento, también en estado de gas, recibe radiación
electromagnética, absorbe en ciertas frecuencias del visible, precisamente
las mismas en las que emite cuando se estimula mediante calor. Este será
su espectro de absorción.
Se cumple, así, la llamada Ley de Kirchoff, que nos indica que todo
elemento absorbe radiación en las mismas longitudes de onda en las que la
emite. Los espectros de absorción y de emisión resultan ser, pues, el
negativo uno del otro.
Puesto que el espectro, tanto de emisión como de absorción, es
característico de cada elemento, sirve para identificar cada uno de los
elementos de la tabla periódica, por simple visualización y análisis de la
posición de las líneas de absorción o emisión en su espectro.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
38
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Estas características se manifiestan ya se trate de un elemento puro o bien
combinado con otros elementos, por lo que se obtiene un procedimiento
bastante fiable de identificación.
Podemos, en definitiva, identificar la existencia de determinados elementos
químicos en la composición de sistemas inaccesibles, como pueden ser
objetos astronómicos, planetas, estrellas o sistemas estelares lejanos, aparte
de que, también, y debido al Efecto Doppler-Fizeau, podemos establecer
una componente de velocidad de acercamiento o alejamiento de nosotros.
SODIO
ESPECTROS DE ABSORCIÓN Y DE EMISIÓN
HIDROGENO
ESPECTROS DE ABSORCIÓN Y DE EMISIÓN
BARIO
ESPECTROS DE ABSORCIÓN Y DE EMISIÓN
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
39
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
COBRE
ESPECTROS DE ABSORCIÓN Y DE EMISIÓN
LOS ESPECTROS A LA LLAMA Y SU RELACION CON LA
ASTRONOMÍA.
¿CUAL ES EL ORIGEN DE LOS COLORES DE LA LLAMA (ESPECTRO DE
EMISION) DE CIERTOS ELEMENTOS?
Los vapores de ciertos elementos imparten un color característico a la llama. Esta
propiedad es usada en la identificación de varios elementos metálicos como sodio,
calcio, etc. La coloración en la llama es causada por un cambio en los niveles de
energía de algunos electrones de los átomos de los elementos. Para un elemento
particular la coloración de la llama es siempre la misma, independientemente de si el
elemento se encuentra en estado libre o combinado con otros.
ELEMENTO COLOR DE LA
LLAMA
Ba
Verde Claro
Ca
Rojo - Anaranjado
Cu
Azul verde - intenso
Cr
Amarillo
Cs
Rojo Claro
In
Violeta - Rosado
K
Violeta
Li
Rojo - Intenso
Na
Amarillo
Pb
Azul Gris Claro
Sr
Rojo
INTENSIDAD
(Å)
Baja
Media
Media
Media
Media
Media
Alta
Alta
Muy Alta
Escasa
Media
5.150
6.060
5.790 - 5.850
5.790 - 5.850
6.520 - 6.940
4.510
4.044
6.710
5.890 - 5.896
----6.620 - 6.880
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
40
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Explicación científica
Cuando los metales o sus compuestos, se calientan fuertemente a
temperaturas elevadas en una llama muy caliente, la llama adquiere colores
brillantes que son característicos de cada metal. Los colores se deben a
átomos del metal que han pasado a estados energéticos excitados debido a
que absorben energía de la llama; los átomos que han sido excitados
pueden perder su exceso de energía por emisión de luz de una longitud de
onda característica. Los compuestos de estos elementos contienen a los
átomos metálicos en forma de iones positivos en el estado sólido, no
obstante, cuando se calientan a la elevada temperatura de una llama se
disocian dando átomos gaseosos y no iones. De aquí que los compuestos
confieran a la llama los mismos colores característicos que los elementos.
Estas llamas coloreadas proporcionan una vía de ensayo cualitativo muy
adecuada para detectar estos elementos en mezclas y compuestos.
El color de la llama se debe a que los átomos del metal absorben energía de
la llama; dicha energía se transforma en luz cuando el átomo vuelve a su
estado normal. Los agentes productores del color se usan en forma de sales
y raramente como metales en polvo. De las sales metálicas solamente el
catión produce el color, mientras que los aniones no influyen directamente
en el color, aunque sí lo hacen en la temperatura de la llama, que está
relacionada con la excitación de las moléculas.
El análisis a la llama es uno de los primeros ensayos que se hacen sobre
una sustancia. Los únicos elementos que no dan color a la llama son el
Berilio y el magnesio. Ya en 1659, Johann Glauber observó que el color de
la llama indica que metales están presentes.
A Bunsen y Kirchhoff (dos científicos alemanes del siglo XIX) mientras
observaban, desde unos 80 Km. de distancia, un incendio en el puerto de
Hamburgo, se les ocurrió hacer pasar por un prisma la luz que venía del
incendio. Vieron una luz amarilla intensa como la que habían observado al
quemar sodio. Pronto encontraron una explicación: lo que estaba ardiendo
era un almacén de salazones. Si era posible deducir la presencia de sodio a
distancia observando la luz de las llamas, también sería posible deducir la
composición del Sol y de las estrellas simplemente analizando la luz que
recibimos de ellas.
El nitrato de estroncio es un producto indispensable en pirotecnia para
obtener fuegos artificiales de color rojo. Algunos metales como el potasio y
el estroncio se emplean en dar color a los fuegos artificiales. Merece la
pena destacar que los fuegos artificiales fueron monocromos hasta el siglo
XIX, ya que se utilizaba el sodio casi en exclusiva. Se necesitaron
determinados adelantos químicos para introducir los vivos colores que
disfrutamos hoy. Así, la introducción del color rojo se encuentra
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
41
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
estrechamente ligada a la historia del descubrimiento de los elementos
químicos, concretamente del estroncio, que es, aún en la actualidad, uno de
los componentes básicos en la fabricación de los fuegos.
También fue necesario disponer de sales de clorato para formar a partir de
ellas los cloruros que dan diferentes especies responsables del color.
La llama de butano, además de su efecto calorífico y luminoso, actúa como
reactivo químico sobre las sales volátiles de algunos compuestos, dando
lugar a una coloración característica que sirve para identificar la presencia
de algunos tipos de elementos.
Metales más comunes:
Símbolo
nombre
Color
As
Arsénico
Azul
B
Boro
Verde brillante
Ba
Bario
Verde amarillento
Ca
Calcio
Rojo anaranjado
Cs
Cesio
Pale Violeta
Cu(I)
Cobre(I)
Azul
Cu(II)
Cobre(II) (no haluro) Verde
Cu(II)
Cobre(II) (haluro)
Azul bordeado de verde
Fe
Hierro
Dorado
In
Indio
Azul
K
Potasio
Violeta pálido
Li
Litio
Rojo carmín
Mg
Magnesio
Blanco
Mn(II)
Manganeso(II)
Verde amarillento
Mo
Molibdeno
Verde amarillento
Na
Sodio
Amarillo
P
Fósforo
Turquesa
Pb
Plomo
Azul
Rb
Rubidio
Violeta pálido
Sb
Antimonio
Verde pálido
Se
Selenio
Azul celeste
Sr
Estroncio
Rojo carmesí
Te
Teluro
Verde pálido
Tl
Talio
Verde puro
Zn
Zinc
Verde azulado
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
42
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Algunos colores de la llama
Rojo
Naranja
LiCℓ
SrCℓ2
Amarillo
Verde
NaCℓ
CuCℓ2
CaCℓ2
Púrpura - Violeta
KCℓ
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
43
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Experimento 1: Encendido del mechero y obtención de los tipos de
llama.
En primer lugar abrimos la llave general del gas, luego cerramos la entrada
de aire, mediante la rejilla de aire o anillo regulador. Prendemos el fósforo
y lo colocamos encima del tubo quemador. Por último, abrimos la llave de
nuestra mesa.
‐ Llama luminosa: Es de color naranja. Esta llama se obtiene en una
combustión incompleta.
C3H8(g) + 3O2(g) → 2CO2(g) + C(s) + 4H2O(g) + calor
‐ Llama no luminosa: Tiene un color azul un poco transparente, esta llama
se obtiene por una combustión completa.
C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) + calor
Experimento 2: Reconocimiento de la llama más caliente.
Porcelana:
Encendemos el mechero con llama luminosa y sostenemos un pedazo de
porcelana con unas pinzas y empezamos a calentarla por 3min
aproximadamente. Notamos que la porcelana empieza a ponerse de color
negro y esto podemos explicarlo ya que en la llama luminosa, ocurre la
combustión incompleta produciendo así partículas de hollín. Repetimos el
mismo procedimiento pero ahora usando la llama no luminosa, ahora
podemos observar que el hollín que se impregno en la porcelana empieza a
desaparecer, y si seguimos exponiéndola a la llama no luminosa notaremos
que empieza a ponerse de color rojo.
Alambre de Nicrom
Sostenemos el alambre con unas pinzas y la exponemos a la llama
luminosa, a los 3segundos notaremos que empieza a tornarse de color
naranja y 4s después esta misma zona empieza a mostrar un gran brillo.
Al repetir la misma experiencia, pero usando la llama no luminosa, nos
podemos dar cuenta que el alambre empieza a colorearse de naranja en
menor tiempo que en la experiencia anterior.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
44
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Experimento 3: Zonas sin combustión
Palito de fósforo
Introducimos un alfiler en la cabeza del palito de fósforo, lo colocamos
dentro y en el medio del tubo quemador, prendiendo el mechero con llama
luminosa observamos que el palito de fósforo no se quema ya que está en la
zona fría de la llama. Luego al cambiar por la llama no luminosa
observamos que el fósforo se prende.
Tubo de vidrio
Colocamos el tubo de vidrio formando un ángulo de 45º con la horizontal
del tubo quemador, al prenderlo con llama luminosa nos damos cuenta que
el gas se traslado por todo el tubo obteniendo así la misma llama por el otro
lado del tubo.
Experimento 4: Determinación de la zona más caliente
Rejilla metálica
Sostenemos la rejilla con las pinzas y la colocamos de forma horizontal a la
llama luminosa durante unos segundos, notamos que la rejilla empieza a
tomar un color naranja, pero solo alrededor formando una especie de
circunferencia. Por otro lado también nos damos cuenta que cuando la
rejilla esta fría esta no deja pasar la llama y cuando empieza a calentarse la
llama pasa sin dificultad, esto es debido a la conductividad térmica. Cuando
repetimos el proceso usando la llama no luminosa nos percatamos que en
cuestión de pocos segundos la rejilla se pone de color naranja intensa en
toda la zona expuesta.
Pedazo de cartulina
Usando pedazos de cartulina y las dos llamas procederemos:
Con la llama luminosa, colocamos la cartulina de manera vertical sobre la
boca del tubo quemador solo por unos segundos, haciendo lo mismo con la
llama no luminosa, pudiendo observar que la cartulina que fue expuesta a la
llama luminosa queda manchada de hollín pero solo por los costados y la
otra cartulina que fue expuesta a la llama no luminosa empieza a quemarse
en poco tiempo.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
45
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Repitiendo el mismo procedimiento pero con la cartulina de forma
horizontal, aquí vemos con mayor claridad que la cartulina expuesta a la
llama luminosa empieza a mancharse de partículas de hollín, ya que aquí la
combustión es incompleta, por otro lado la cartulina que fue expuesta a la
llama no luminosa no presenta ningún residuo de hollín, por el contrario la
mancha que observamos es de color marrón oscuro y no mancha,
notándose que parte expuesta a la llama está más deteriorada y se rompe
con mayor facilidad.
Experimento 5: Zona Reductora y Zona Oxidante
Este experimento nos servirá para poder reconocer cuales son las zonas de
la llama y que reacciones se produce en cada una de ellas. Usando una
varilla de cobre la exponemos a la zona oxidante de la llama observando
que la varilla de cobre pierde su color volviendo a un color plomizo y
cuando la llevamos a la zona reductora el cobre retoma su color.
Experimento 6: Fundición de NaCℓ
Colocamos un poco de NaCℓ en un tubo de ensayo y con llama no
luminosa empezamos a calentarla, notando que después de un minuto el
NaCℓ empieza a volverse liquido y al sacarlo del mechero se empieza a
solidificar al cabo de unos segundos.
Experimento 7: Observación cualitativa de la materia
SAL COMÚN
ARENA
- La sal es soluble en agua, ya que
cuando la combinamos se disuelve
totalmente.
- Al llevarlo a la llama no luminosa, la
sal hace que esta se torne de un color
amarillo naranja, tomando en cuenta
que esta llama es de color azul
transparente.
- La arena no es soluble en agua, ya
que cuando la combinamos esta
sedimenta.
- Al llevarlo a la llama no luminosa no
sucede ninguna reacción.
KMnO4 (Permanganato
de potasio)
- Es de color violeta
oscuro, soluble en agua.
- Al acercarlo a la llama
no luminosa esta toma un
color violeta naranja.
H2O (Agua destilada)
- Es soluble en agua.
- Al acercarlo a la llama
no luminosa no se
observa mayor cambio.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
46
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
Variación de la temperatura.
Colocamos unas virutas de cobre en un tubo de ensayo y le añadimos 1mL
de HNO3 8N, agitamos y notamos que la parte superior del tubo se pone de
color Ámbar y al echarle un poco de agua la mezcla se pone de color
celeste.
Variación de la temperatura.
En un vaso precipitado echamos 20mL de agua tomándole la temperatura,
la cual marca 25º C, luego le echamos tres lentejas de NaOH y usando la
pipeta la movemos hasta disolverlas, a esta mezcla le tomamos la
temperatura la cual marca 28º C y nos podemos dar cuenta de que hay una
variación de temperatura. Ocurriendo aquí una reacción exotérmica, ya que
las lentejas de NaOH liberan calor alterando así la temperatura.
Combustión de NaHNO3
En este experimento colocamos en este tubo de ensayo NaHCO3 la
calentamos con llama no luminosa y cuando empiece a fundirse, ponemos
un fósforo prendido en la boca del tubo, observando que el fósforo se apaga,
esto se debe a que el NaHCO3 al ser calentado empieza a expulsar CO2 y
esto es lo que apagara la llama.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
47
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
CONCLUSIONES
• Después de las experiencias realizadas, ya podemos tener una visión
más amplia sobre los conceptos de materia, energía, combustión,
oxidación, reducción
• Estamos aptos para manejar un mechero de Bunsen, porque
conocemos sus partes, su funcionamiento, las clases de llama que
nos brinda, las temperaturas aproximadas a las que opera.
• Identificar soluciones por medio de la coloración de la llama que nos
de al calentarlos con el mechero, ya que previamente conocemos los
colores que identifican a los elementos químicos.
• Podemos recalcar que la llama consta de tres zonas:
a) Cono externo (Zona Oxidante): Esta es la zona de más alta
temperatura.
b) Cono Interno (Zona Reductora): En esta zona se producen las
primeras reacciones para la combustión
c) Zona Fría: En esta zona ocurre la mezcla de gases.
Es así como nos podemos dar cuenta de la gran diferencia de las llamas:
Llama No Luminosa
Llama luminosa
‐Esta llama es mucho más caliente que
la luminosa.
‐Aquí ocurre la combustión completa.
‐No produce partículas sólidas.
‐La llama es de color azul
transparente.
‐Esta llama es menos caliente que la llama no
luminosa.
‐Aquí ocurre la combustión incompleta.
‐Se produce partículas de carbón (hollín).
‐La llama es de color anaranjado, esta se debe a que
las partículas de carbón se calientan en
incandescencia.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
48
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
RECOMENDACIONES
Las recomendaciones que nosotros como grupo podemos dar, es que al
trabajar con fuego debemos ser muy cuidadosos ya que existe un gran
riesgo, cuando trabajamos con solventes como en este caso el etanol, con
gases o con sólidos que podrían reaccionar violentamente Lo que debemos
tener presente cuando usamos el mechero es lo siguiente:
1. Seguir los pasos indicados por el profesor para prender el Mechero de
Bunsen.
2. Cuando vamos a prender el mechero lo debemos prender con la llama
luminosa, ya que si la prendemos con la llama no luminosa esto podría
producir una pequeña explosión. Puesto que, para prender el mechero
con llama no luminosa tenemos que dejar entrar gran cantidad de aire y
poca cantidad de gas.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
49
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
APÉNDICE
CUESTIONARIO
1) ¿Qué es un combustible y qué es un comburente?
a) Combustible.- Combustible es cualquier material capaz de liberar
energía cuando se cambia o transforma su estructura química. Supone la
liberación de una energía de su forma potencial a una forma utilizable
(por ser una reacción química, se conoce como energía química). En
general se trata de sustancias susceptibles de quemarse, pero hay
excepciones que se explican a continuación.
Hay varios tipos de combustibles. Entre los combustibles sólidos se
incluyen el carbón, la madera y la turba. El carbón se quema en calderas
para calentar agua que puede vaporizarse para mover máquinas a vapor
o directamente para producir calor utilizable en usos térmicos
(calefacción). La turba y la madera se utilizan principalmente para la
calefacción doméstica e industrial, aunque la turba se ha utilizado para
la generación de energía y las locomotoras que utilizaban madera como
combustible eran comunes en el pasado.
Entre los combustibles fluidos, se encuentran los líquidos como
el gasóleo, el queroseno o la gasolina (o nafta) y los gaseosos, como
el gas natural o los gases licuados de petróleo (GLP), representados por
el propano y el butano. Las gasolinas, gasóleos y hasta los gases, se
utilizan para motores de combustión interna.
Mineral de antracita
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
50
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
b) comburente.- En química, comburente es la sustancia que
participa en la combustión oxidando al combustible (y por lo tanto
siendo reducido por el este último).
El comburente más habitual es el aire que contiene aproximadamente
un 21% de oxígeno. Para que se produzca la combustión es necesaria
la presencia de una proporción mínima de oxígeno, que por regla
general va de un 15% hasta en casos extremos de un 5%. En
situaciones donde no existe oxígeno o en donde se desea una
combustión fuerte y muy energética, se puede usar oxígeno gaseoso o
líquido, como es en el caso de los cohetes usados en
los transbordadores espaciales.
Este término se usa por extensión a cualquier medio en el que es
posible la ignición o combustión, siendo uno de los lados del
"Triángulo del fuego".
Combustible + Comburente + Energía de activación = Combustión
2) ¿Con qué tipos de combustible puede funcionar el mechero Bunsen?
Los combustibles mas usados por el mechero Bunsen son:
Gas de hulla, gas natural, acetileno, propano o butano; según el diseño del
mechero y de sus necesidades.
3) Mencione las diferencias que tienen la llama de una vela y la de un
Mechero Bunsen.
Las diferencias son que el la vela solo presenta combustión incompleta y
su llama es luminosa por la presencia de partículas sólidas incandescentes
como el carbono, en cambio en el mechero Bunsen presenta gracias a su
mecanismo regulador de aire ambos tipos de combustión (completa e
incompleta) y los dos tipos de llama (luminosa y no luminosa).
4) Cuando se coloca la lámina de cobre en la llama no luminosa del
Mechero, ¿En qué parte de llama se producen cada una de las
siguientes semireacciones?
Cu +2 + 2e- → Cu
Esta es una reacción de reducción, la cual se lleva acabo en el cono interno
Cu → Cu +2 +2eEsta es una reacción de oxidación, la cual se lleva acabo en el cono externo
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
51
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
5) Considerando que el litio (en el LiCℓ) imparte color rojo a la llama, el
sodio (como NaCℓ) color amarillo, ¿qué colores se esperaría para el
potasio como KCℓ?, explique su respuesta.
En este caso se esperaría un color violeta que es el color que imparte el
potasio a la llama ya que este posee una longitud de onda entre (455 - 388
nm) la cual esta en el rango visible para el ojo del hombre que es entre (400700 nm)
6) A que le podríamos atribuir el hecho de que algunas muestras le dan a la
llama más de un color.
Se lo podríamos atribuir a que en ciertas muestras presentarían más de un
elemento con longitudes de onda en el rango visible para el ojo humano.
7) Averigüe las temperaturas de fusión de los siguientes metales e indique
cuales se pueden fundir con el mechero Bunsen que ha utilizado.
Au, Na, Mg, y Fe.
Los puntos de fusión son los siguientes:
Au: 1064 ºC.
Na: 98 ºC.
Mg: 639 ºC.
Fe: 1535 ºC.
Los que se pueden fundir son:
El Au, Na, Mg, por que el mechero Bunsen que utilizamos en el laboratorio
llegaba a una temperatura máxima aproximadamente de 1500 ºC en su cono
externo, por lo que el Fe no va a poder fusionarse.
8) Dibuje el mechero en indique sus partes.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
52
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
9) Dibuje la llama e indique sus partes. ¿Cuál es la zona oxidante y
cuál la reductora? ¿Por qué?
1.- Cono frío: no llega oxígeno
2.- Cono de reducción: poco oxígeno
3.- Cono de oxidación: abundancia de oxígeno
4.- Zona de fusión: alcanza los 1500 ºC
Al cono externo se le denomina Zona Oxidante ya que es la zona de más
alta temperatura en la que produce la oxidación de un metal al calentarlo ya
que hay abundante oxígeno.
Al cono Interno se le denomina Zona Reductora ya que en esta zona se
producen las primeras reacciones para la combustión en la que produce la
reducción de un metal al calentarlo ya que hay poco oxígeno.
10) ¿Por qué existen partes más calientes y más frías en la llama?
Existen zonas muy calientes en el cono externo, debido a que en esta zona
hay abundancia de oxígeno, y el gas combustible se mezcla completamente
con este, despidiendo energía en forma de luz y calor y aumentando la
temperatura del medio
En el caso de las zonas frías, es porque no hay suficiente oxígeno para que
el gas combustible se pueda mezclar por completo. Debido a eso hay una
menor disipación de calor y, por consiguiente, menor cantidad de calor y
una temperatura mucho menor que la del cono externo.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
53
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
11) Señale tres razones por las que se debe usar la llama no luminosa.
• Permite que una reacción se dé a una mayor velocidad, ello debido a
las altas temperaturas que presenta.
• Ya que en este tipo de llama se da la reacción de combustión
completa, permite una mayor eficiencia de combustible.
• Permite que en la reacción no se produzca residuos u otros productos
que no se desean obtener, como el hollín que se obtiene de la
combustión incompleta.
12) ¿Qué se demuestra al colocar una cartulina horizontalmente en
medio de la llama?
En base a esta experiencia podemos demostrar la existencia de zonas
calientes y zonas frías.
Si colocamos la cartulina en la parte inferior de la llama, que comprende la
zona fría, el área expuesta no se verá muy afectada, es decir, solo una parte
de la zona mencionada estará quemándose, pero la mayor parte.
En cambio, si lo vamos elevando, podremos notar que el papel empieza a
quemarse desde la zona expuesta hasta sus alrededores.
Entre más arriba de la llama esta la cartulina, mas rápido se quema, y más
rápida será la expansión de la llama sobre la cartulina.
13) ¿A que se debe las distintas coloraciones a la llama de las
sustancias vistas en la práctica?
Se debe a su espectro de emisión. El espectro de emisión atómica de un
elemento es un conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas
emitidas por átomos de ese elemento, en estado gaseoso, cuando se le
comunica energía. El espectro de emisión de cada elemento es único y
puede ser usado para determinar si ese elemento es parte de un compuesto
desconocido.
Al calentar ciertas sustancias, estas reciben energía por parte de la llama, y
estas a su vez excitan a los átomos o moléculas de las sustancias vistas,
llegando a disociarse en gases.
De aquí que los compuestos confieran a la llama los mismos colores
característicos que los elementos. Estas llamas coloreadas proporcionan
una vía de ensayo cualitativo muy adecuada para detectar estos elementos
en mezclas y compuestos.
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
54
PRACTICA Nº 2
Mechero de Bunsen y estudio de la llama – Materia,
energía y sus cambios
BIBLIOGRAFÍA
9 http://es.wikipedia.org/wiki/Mechero_Bunsen
9 http://www.computerhuesca.es/~fvalles/mechero/mechero.htm
9 http://www.miresumen.info/Article/Mechero-de-Bunsen-usos-yprecausiones/35
9 http://www.fiqus.unl.edu.ar/quigenino/Extras/Mechero/tipos_de_me
chero.htm
9 http://es.wikipedia.org/wiki/Combusti%C3%B3n
9 http://es.wikipedia.org/wiki/Materia
9 http://newton.cnice.mecd.es/1eso/materia/index.html
9 http://www.juntadeandalucia.es/averroes/recursos_informaticos/conc
urso1999/accesit3/index.htm
9 http://es.wikipedia.org/wiki/Llama_%28qu%C3%ADmica%29
9 http://medusa.unimet.edu.ve/quimica/fbqi01/labqui/ensayosalallama.
doc
FACEBOOK.COM/ANDRESLSANCHEZSC
55